1、中华人民共子工业推荐性部标准基5J/ Z 9001 , 44 87 IEC683 1(1974) Basic environmental t巳stingprocedures Part 3 : Background information 5ection One Cold and dry h巳attests 一1 引言元件和设备的性能受其内部温度的影响和制约，它们的内部温度取决于外部的环境条件和产品本身产生的热量。只要在设备和它的周围环境所构成的系统中有温度梯度，那么就一定有热量的传边过程。这些试验包括非散热和散热样品(有或无人工冷却系统的散热样品的温度突变和温度撕变的低温和高温试验。如果适用，
2、也包括使用有和无强迫空气循环的试验箱。在附录K中，给出了整个试验程序的总方框图。1, 1 基准环境条件令人遗憾的是t产品实际工作的环境条件既不能确切地知道，也不能很好地确定。这样，就不能利用它们作为设计产品、制定规范或者进行试验的依据。为了这些目的，必须规定常用的基准的环境条件，规定这些条件时，应考虑以下几个问。1 , 2 非散热样品如果环境混度是均匀和稳寇的，产品内无热量产生，只要环境温度比较高，则热量从羽:1竟大气流入产品中。这种热量传递过程将连续进行，直到产品的温度达到周围大气的环度为止。以后，热量交换过程停止，除非环境温度发生变化，否则，这种热量交换过程是不会重新开始的。在这种情况下，
3、确定基准的环境条件是比较简单的，仅是均匀分布和稳定的条件。对于产品不能达到周围环境大气温度的情况，确定基准的环境温度是比较复杂的，并且采用1，3条中的结论中华人民共和国电子工业部1987 11 27批准1 5J /Z 9001.44 87 1.3 散热样品如果产品内有热量产生，并且没有热量传到大气中，产品的温度将无限制的升高。由此可见，如果最后达到了温度稳定，这就意味着，不论环境大气如何，热量将不断地从产品传到周围环境大气，因而产品总会冷却的。只有在环境温度升高肘，产品的温度才会重新升高。对于这种情况，显然基准的环挠温度应这样确定，以便能得到简单的、再现性较好的热量传递条件。由于热量传边是由对
4、流、辐射和传导三种不同的传热机理方式确定的。因此，应分别而又同时得到每)种明确规定的条件。如果几个样品在同个试验箱中经受同一种高温试验，则必须保证所有的样品处于相同的环境温度下，并且具有相同的安装条件。然而，已经发现，在进行低温试验肘，不必区分一个和几个样品的试验。1.4 环境元器件和设备，尤其是设备的用户必须了解产品将要工作的最高和最低的环境温度。就本试验来说，这些温度是应该明确的。在这一点上，出现了一定的困难，这是由于热量传递与温度梯度有关。因此，产品周围的介质温度随空间变化而变化，故周围大气的环境温度应特殊地规定。, .5 表面温度另一方面考虑到对产品性能的主要影响是产品本身的温度。为了
5、监测和i调整试验装置，参盹样品表面，甚至样品内部某些主要点上的温度是比较方便的。2 规定不同2.1 热量传递2 .1 .1 对流法的理由2.i.1.1 通过对流的热交换是经交试验箱条件的试验样品传热的很重要的一部分。从试验样l目表面到环挠空气的传热系数受周围空气运动的速度的影响，空气运动的速度快，热量传递也愈有效。因此，在相同的环挠温度下，空气运动的速度愈快，试验样品的表面温度愈低，这种影响在图2和图8中，用图解法说明。除了在任一位置上对试验样品表面温度的影响之外，气流也影响试验样IEl表面上的iii度分布，这种影响在图4巾用图解说明。2.1.1.2 由附录B可见，表面温度，不同的空气速度，气
6、流方向的分布之间没有简单的夭系。显然，如果与实际条件一致，试验必须规定空气速度和气流方向的特立值，这就涉及到试验箱的设计问础。若使试验结果便于与实际条件相比较，就需要用规定明确又能再现的试验条件，这就是自由空气条件。2.1.1.3 自由空气条件是指空气运动只受散热样品本身的影响，而样品的辐射能被空气吸收的一个元限大空间内的条件，为了试验，试图再现自由空气条件(见第3章是不现实的。2 SJ/Z 900144 87 附录A表明z自由空气条件作为基准的环境条件，通常不会导致化钱多和不切实际的大的试验霜。由于自由空气条件具有一寇的技术先进性，通常比规定的强迫空气条件更易于足，因此，自由空气条件可以作为
7、进行散热样品低温和高温试验的优选方法。由于第3章给出的原因，在无强迫空气循环的条件下进行试验时，会出现一些困难。因此，给出了允许有低的空气速度的强迫空气循环的两种可供选择的方法。第一种方出适用于试验结的尺寸足够大，前足FF!，去A的要求，但试验箱的加热和冷却需要有强迫空气储环的情况。第二计方法用于试验结太小，不能满足附录A的要求戎由于其它原因不能采用贯一种方法时的a情况。2.1 .2 热辐时2.1.2.1 附录C表明，在讨论致热样品的试验萄条件时，由热辐射传热是不能忽略的。对热黑色的试验样品和热黑色的试验结堕(辐时系数接近).)的情况，从试验样品传出来的热量几乎一半是热辐射的结果。如果股热样品
8、在热白色的试捡箱和在热黑色的试验箱中经受一定的环挠沮度，其样品的表面温度会有很大的差别。因此，如果要求得到再现的试验结7(:, 试验箱52的辐射系数和温度应出现市加以限制。2.1.2.2 如果试验样品和试验结堕之间受其它不符合箱壁热颜色和温皮妥求的样品，加热或冷却元件，安装件等的遮挡，吏32响了试验样品和箱蜜之间的热辐射。试验样品上某一龙点可以看得见试验箱壁的百分数取决那一点上的视域系数。试验样品的每一点的系数不应受到不符合试验箱壁对热颜色和温度要求的装置的不适当的干扰。2.1.2.3 在理想的自由空气条件下，从试验样品传出的热量全部t!=r周围的空气吸收。这是由于自由对流和热辐射全部被吸收的
9、结果。大多数设备和元器件是在接近于热黑色而不是接近热白色的环境中工作。另外，使试验结内部接近热黑色出接近热白色宽容易做到。尤其是由于老化作用使之很难长时间保持热白色。事实上，许多;也;奈和材料(也攒的)更接近于热黑色而不是热白色见附录J)。如果箱壁的温皮在规定的试$2温皮的3%之内变化(以K民缸标计)，辐射系数在0.7l之间变化，那么引起试验样品表因温度的变化通常小于3K。由于热辐射是与试验样品表面温度的四次3773试验箱结温皮的四次方之羞成正比的。在目温时，热辐射不显著，冈比在进行低温试坠时，结哇的热颜色和温在妥求是不太严府的。2.1.2.4 由辐射热升起的热量传递主要取决于箱壁的温皮。这种
10、关系就忌为什么在试娃样品表面温皮扣耳挠士气温度之差很大时，不按照附录E进行订正，就不能使用强迫气流的主要原因。2.1 .3 热传导2.1.3.1 通过热传导散热取决于安装件和其它连接件的热性能。2.1.3.2 许多散热的设备和元件预计安装在散热器上或有良好导热性能的其它装置上，其结果是有一定的热量通过热传导有效地散去。有关规市应规定安装件的热性能，这些性能在进行试验时，应能再现。3 SJ /2 9001.44 87 2.1.3.3 如果设备或元件有几种不同传导值的安装方式，其il ，皮包括最坏的情况?对以下的不同应用，最坏的情况也是不同的。a 散热样品的高温试验，由于热量是从样品明者安装件的方
11、ihj传淫的，当这仲传通的少时，即安装件的热传导率低(陌热时，退到了最坏的情况。b . 非散热样品的高温试验，只要未达到热稳定，热量便会从箱贯通过安装件传t试吩样品上。是坏的情况是安装件的热传号子率高的情况。安装作的热容量院是小的，这样就避免了安装件预热时间长，从而，避免延缓热量从箱接传导到试验样品上。c 散热和才在散热样品的低温试验，由于热量是从试验样品通过安装件传到箱壁的，;吱坏的情况(样品的温度最低)是在热量传递最有效(即安装件的fzf专导J答应:币的)时得汗。2.1 .4 强迫空气循环2.1.4.1 如果试验箱很大，能满足附录A的要求，试验箱的加热布冷却要求强迫tttifi坏。在这种情
12、况，试验箱内处在实验室温度下进行憧查，以便使试验样品表币在代表性的各点温度不会受到箱内空气速皮的不适当的影响。如果试验样品表面任一点的温皮，由于箱内使用强迫空气循环而降低，且不超过50C，试世就如同在元强迫空气循环的试验箱内进行一样。由于强迫空气循环的风速相当小，因此可以忽略强迫空气循环的冷却作用。2 .1 .4 .2 试验箱太小不能满足附录A的要求，或按照2.1.4.1罚那量的友面温皮下11年扭过50 C，则应在试验箱外进行探索性试验。试验样品表面上有代表性各点的温度是在试验箱外的实验室条件下测量的，这样使得到了在规定的试验温度上订正表面温度的依据。这些测量是在有关规范iE寇的试验温度的负我
13、条件下进行的。对于环境混皮和表面温度之间的且主fiT 1很小，只要在环境白皮下，那么，则可以认为.T1在不同的环境监度下是相同的。如果.T1A2因此得剑zp=zAz(Ts4一Ta4 ) 对于与试验箱大小无关的热黑色箱壁(el 1)得到同样的结果s为简化令zF= l E Z 一般表达式可以写成2A. / 1 十二2_ (一.fil el - 1 ) p=FAz (Ts Ta) (Ts+Ta) (Tsz十Ta2)zFAz (Ts一Ta) f (Ta, Ts) 或nAJE 町、=f(Ta, Ts) 14 SJ/Z 9001.44 87 一叫-._c一坦. J-. -当 u 飞、，- - ,-_ .,
14、 , .一.叫-. -_ 这种夫系在附录C图ClIll说明jE3 辐射和对流传热E3.1 热交换假设结堕和环境空气的也度相同，一dp.11唱时只才z丁-7一了一(Ts4-Ta4)十(T-Ta)z飞7十71-1 ) 对于自由空气条件或黑色箱壁，则简化为zp -e2(Ts4-Ta4)十(Ts-Ta)此式可以改写为z士去(Ts十ffTs4)一(Ta+子Ta4 ) ! 引入新的变量-zXs Ts+主旦旦.Ts Xa Ta+主主主Ta4 有s之=(Xs-Xa)这种关系用列线图表示比较方便。给出两个例子(为了方便，在列钱图中，用摄氏度(0 C)表示皿皿E3.2 列线图从第1章可见，取决于Ts-Ta和试验样
15、品的平均尺寸a。根据的两个不同的值，81 0.7的列线图的例子在图E2和图E3中给出。用于计算列线图的值是s图E2图E3试验样品的平均尺寸平均超过的温度试验样品尺寸值的对系数1工述给出的超温值列线图的应用举例za 0.2m a 0.05m Ts -Ta=350 C Ts -Ta 1000 C . 5W.m-z.K-l8W. m-Z K-l e .0 Zv =0.8.10-8 K-3主20-0.5.10-8 K-3 、15 SJ/Z 9001 , 44 87 问s在200C的自由空气条件下耗散一寇功率的样品表面温度达到700Co当样品在550 C的自由空气条件下耗散同样的功率肘，其表面温度应是多
16、少?答s由于Ts-Ta 500C，在图8的列线图中使用的值最接近于实际值.在图8中，从Ta标度尺上的+200C到Ts标度尺上的+700 C:lttl一条直线，记录该直线与基准线的交点。从Ta标庭尺上的+550C点通过基准线上的交点划一条新的直线，读出和Ts标度尺上的新交点为+980 C, 980 C是所求得的表面阻血。注，对于a=O.lm，81=1.0和实验依赖关系，在图10中表示、E4 试验A和试验B中所使用的相关到线温度Tao= 200C的情况下，通过比较图E2和图E3可以看出，引起超温的原因仅取决于值的试验A和试验B中只给出了一种列线图(根据白5W.m-2.K-l)。 环现温度T.(:-
17、一一_品的辐射系数的化。因此，在图El在环Ta肘，试验样品s和每单位时间耗散的热量P之间的关系16 5J /Z 9001.44 87 14 0 130 20 120 110 100 20 1币lG 4 9() -, OC (j . 10 30 20 + 10 。C lOO.J 20 Ta T. 四E2在不同的坏撞温度Ta时，试验梓晶的平均尺寸a= O.2m，试维得晶跑辐射系数2= 0.7时，用于试验样品表面温度Ts值计算的列线图17 5J/Z仰01.4481 400 + 350 - 300, 15 250 5 、.。丢滚绪Ta + C .-T E8 在不同的环境温度Ta时，试验样且的平均尺飞t
18、a= 0.05m , 用于试验样品表面温度Ts值计算的列线图的辐射系数1:2=0.7时18 19 二ldd a TaO= 5J/Z 9001.44 , 87 r.-T俨一一、图E4超温和试验样品辐射系数e2的关系环境温度 TsO=试验样品在自由空气条件下经受实验室环境佯晶的表面温曙SJ/Z 9001.44 . 81 , . _. s 附-F 材料的热传这些数值取自V.D.I.Wrmeatlas1956, Ea，和其它来源的数值乘以1.163化成了国际单位。热传导率随温度的变化在V.D.I.Wrmeatlas1956Ea3图表上给出。银纯银材料表Fl温度t( .C ) 20 20 商品铜I 20
19、 纯金I 20 f吕I20 硬铝(AICu) I 20 纯筷I 20 钱铝合金(N i S t ) I 20 铮锡铁制的纯铁含3%磁的铸铁铁镀络钢铁-镣镀络钢镇银(Ni-Cu -Zn ) 纯铅压制的石墨耐火土20 20 20 。200 20 20 20 18 。20 100 热传导率(W.m-1K-l)411 395 372 311 二二229 165 143 116 81-116 113 66 一-一-一59 52 58 40 14.5 59.5 29.3 35.1 12174 。.5-1.220 a 5J/Z 9001.44 .87 绩囔Fl材料温度t( .C) 热传导率(W.m-1.K寸
20、土20 0.8.-J1.4 . -. 干的砖20 。.38.-.0.52平板玻离20 0.76 、; v 大20 2.8 电木20 0.233 橡胶20 。.13-0.23一一-一一I司温玻琦20 0.184 赛璐珞20 。.215沿木纹的山毛榨20 0.35 踌木纹的橡树20 0.17-0.21 沿木纹的橡树0.37 跨木纹的松树20 0.14 沿木纹的松树0.26 附录GGl 概述本附录的目的不是叙述空气和液体的温度测量即使用的通用仪表，例如水银或酒精温度计。这些仪表及其使用中必须遵守的防护措施是众所周知的，并且在相应的技术文献中说明。温度的测量同样可以用电阻法(尤其是铀电阻温度计)，对于
21、固体材料的温度测量多采用热敏电阻和温差电偶。测量器件和试验样品的热容量相比较应是小的。另外，测量器件和试验样品之间的热阻应是低的，通过连接导线流泄掉的热必须保持最少。流入传感器的功率应足够低，以避免传感器自身过热或加热试验样品。在被试的散热样品和试验箱壁之间有热量交换的情况下，参与热交换的材料的表面温度是很重要的，表面温度的测量方法有两种，一种是测量材料与被测表面温度的表面相接触，另一种是测量材料与被测表面温度的表面不接触。应提及的是z在与表面接触时，其表面可能被一层难以去掉的物质污染。因此，这种方法在某些情况上，例如飞行器试验中，不允许使用。21 SJ/Z! -90(1 44 87 G2 利
22、用颜色变化或熔化作用的方法许多年来，人们已经使用随温度改变颜色的材料。在寇的温度范围内，有固寇颜色变化的一些材料，如液晶，通过与颜色图表进行比较，便可得到液晶所达到的温度。另一种村在温度升高到一定温度时，颜色会突然变化。在温度降低时，严颜色不会逆变二、这种材料是可以得到的，例如颜色笔和特种漆，可将这种漆薄薄的涂敷到表面上，则可测量其表面温度。也有采用本身粘胶带作为温度指示器，当温度上升到已使用类型的预定温度值时，指示器改变了颜色。在另一种情况下，利用材料的熔点测量温度。在上文有温度突变的各个例子中，为了得到温度的估计值，1尽管具有不同温度范内的许多小样品可能使用，但它只能用来确寇在颜色或状态发
23、生变化时的超温。一般说来，土文所提及的所有的指示器可得到的测量精度，由下文所提到的许多因隶决定。G2.1 在预寇温度上状态的变化作为指示温度的那些情况下，通常必须使用一系列的具有不同传感温度的指示嚣。当一个指示器变化，而该系列中，紧靠着它上面的一个指示器不变化时，其表面温度则保持在有关的两个指示器的传感温度之间。如果预定的传感温度值不受其它影晌而变化，那么，测量的最大误差等于这两个传感温度之差。G2.2颜色变化指示器会由于老化而引起测量误差。当这种材料长时间用于只稍低于标准传感温度的试验时，在温度比指示温度还低时，会引起颜色变化的危险。G2.3 温度传感材料也可以受到液体、蒸气或气体的存在影响
24、。G2.4 如果热辐射落在样品表面上，应采取一定的防护措施。G2.4.1 当指示器覆盖了经受辐射的一小部分表面时，应注意保证指示器不是由辐射加热的。用反射材料覆盖指示器就足以保护指示器。G2.4.2 当指示器溢盖了经受辐射的大部分表面时，指示器的吸收系数和该表面的吸收茶数无明显的差别，否则会因指示器的存在而影响了表面温度。G2.5 在温度变化条件下来用上述方法时，应注意，指示值比温度变化速度慢，这足导致在沮度变化期间低估实际温度的原因。G3 使用红外传感嚣的方法在附录J中给出了红外辐射的基本要点的说明。在温度测量的情况下，必须知道辐射表面的辐射系数，通过扫描所接收的红外图象，实际上是辐射分布图
25、象，而不是温度分布图象。最好的结果是通过比较在闰温度土的两个小区域(个区域涂上已知辐射系数的材料)的方法得到。传感器覆盖的面积比被测量区域的表面积要小。因此，当被削样品对于普通的辐射检，器太小时，则必须使用红外显微镜。为了达到温度测量的精度，最好使用能接收到从被试样品的一个小区域所发射辐射的仪表。应注意，选择的区域应相当平坦，以避兔在不同于传感器的方向上的有效辐射。此外，还应注意，应保证外部辐射源的辐射不会直接或由测量区域反射到传感器。22 5J/Z 9001.44 81 附量H空气速度的测有几种空气速度的测量方法，其中有sHl 最古老的仪器之一是转杯风速表，大多用在气象领域，被风吹动的十字架
26、的运动，可按风速，即空气速度标定。可应用的范围是很广的，市场上可买到各种大小的转杯风速表。利用小的风速表，可以在一个小体积内(如试验箱内)测量空气速度.日2卡他植度计是一种利用对流冷却作用的特殊类型的温度计。测量原理是冷却被加温的温度计(如从38，0，350C )所需要时间的测量。风速大约从0.05.，10m.l，温度大约从-10，0十300C，可以采用本方法。然而，由于在每次测量之后必须再加热温度计，这种方法是很麻烦的。对流的冷却作用也用在热线风速表和热球风速表中。在这两种情况下，供给测量元件规寇的电功率，以使测量元件达到预定的标准温度。当气流通过元件时，元件的温度下降。这一温庭下降的幅度能
27、确定空气的速度。热线测量元件是由自动伸延的铀线组成的，热球风速表的测量元件则在许多情况下是负温度系数元件的电阻器组成。由于这种元件可得到小的尺寸和小的热容量，因此，可以得到低的热时间常数和测量很小截面积的气流。尤其是对低的空气速度是有效的，并且可使用市场上能买到的-30.0;十1000C温度范围的元件。在热线风速表的情况下，冷却作用取决于线轴和气流方向之间的夹角，由于在气流与热线平行时，冷却作用最强，因此，气流方向可以通过转动热线风速表而精确的确定。采用转杯风速表和卡他温度计的方法仅适用于大的试验箱(如步入式的试验箱)，而采用热线和热球风速表的方法可用于小的试验箱。适用于在气候试验箱中测量空气
28、速度的其它方法，在普通的现有的文献中都有说明。23 5J/Z 9001.44 87 一附录辐射系数的测J1 51 正如附录G所指出的那样，在不同的表面温度肘，两个物体(如被试验样品和试验箱壁)之间的辐射传热是由它们的辐射系数决定的。因此，必须知道参与辐射交换的表面的辐射系数，以便能从试验结果来悍价样品在工作条件下的性能。这一点主要用于散热样品。本附录主要研究辐射系数的测量方法。这种测量方法能提供足够的精庭，并适用于实际的环境试验，需要的设备和时间也比较少。精密的测量和外层空间模拟箱中辐射系数的一样，都是要求费用很高的方法。这些测量方法应参考有关的文献。J2 论下文给出的辐射理论是与本附录的第4
29、章的测量方法有美.在一定的温度下，从实际物体的单位表面发射到半球的辐射功率M是与同温度下黑体的相应的辐射功率Ms有关，用公式表示如下zM=e.Ms. . . . . . . . . .二.( 1 ) Ms用斯蒂芬-玻耳兹曼寇律给出sMs- T4 式中:T-一用K民温标表示的温度z-一斯蒂芬-玻耳兹曼常-5.67 10-SW m- l K-4 称为半球总辐射系数。在温度T肘，黑体的辐射光谱分布由普朗克辐射寇律给出，辐射强度的最大股长用维恩位移寇律给出zmax. T-2.89X 10-3m K . . . . . . . . . . ( 2 ) 实际上，等式(1 )通常用以下形式EJ 4 Ms=C
30、s (工d100 式中:Cs=5.67W. m-2 K-4 20.4kJ. m-Z h-1 K-. h-时间小时)因此，下式适用于实际物体T , ,., ，T. M=C(ftb)=h Cs(1丽)(3 ) 对于温度在T1和T2上的两个物体之间的辐射交换.每单位面积的热流量Q12由下式给出z24 SJ/Z 90-oi.44一-R7一一一一一一一一一一一一一Q12=1 2 .叫(kb)(去。)4(4)辐射交换系数12取决于试验悻品的几何形状和辐射系数h和参与表面(箱壁)的l。对于密闭在试验箱中，环境试验中经常遇到的三维试验样品的情况，让我样研究两个同心球或无限长的圆柱体(个包、国另一个)的辐射交换
31、公式。假设漫射辐射和朗伯定律是正确的，我们可以得到z 1 2 -:1.一一EL一一一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .( 5 ) 1+汇(Z-Ez)其中A1和A2是有关的表面积。实际上，这就意味着样品的表面积A2相对于箱壁的表面积A1愈小，箱壁的辐射系数1对辐射交换率12的影响愈小。J3 辐射理论的实际应用J3.1、误差值取对数例忡EdM d _ dT M=-;二一十4f. .lJo.飞(j) 如果需要确定，则其可达精度用T和1M的测量误差给出。因为在正常试验程序的情况下(外层空间模拟除外)，T的范围大约在200400K oJ(日在200K肘，
32、温度测量误差为0.25K，必须伴有0.5%的总误差。用辐射变换方法，两个温度的测量误差是重要的，即两个温度差( T)一T2)和两个温度中的-个，即T1或lTz的准确的测量则是主要的。M和Q包括样品中耗散和通过表面传出的电功率。i去功率只有当通过对流传热为零(由比，只有在气压低于O.OlN m寸左右，通过安装不导热)/1仇才等於发射辐射功率。J3.2 温度辐射波长的范围和能量分布图11是以1氏温标(绝对温标)表示的各种不同温度的最大波长max，根据维思位移寇律，(2)式，jjdL皮辐射强度为最大。在环境试验的最感兴趣的温度范围内，ma，x大多数在远红外区。在简化公式中，普朗克定律从O积分，并且M
33、o.的值与同温度下的总辐射Ms有关。国J2的值分别是1T和人/111a X liTI函数结果。显然，从Omax的辐射部分只占总辐射的25%。因为从o-2)，max发射72%，从o r.3max占总辐射的88%。因此，在上述温度范围内，辐射的测量要求用辐射检测器，必保持在远红外光区的灵敏度。这种仪器的光学系统有用的材料是KRS5(44%的模化钦，TiBr和56%的腆化钦，TiI)，放民极限约45ij，moJ 3.3 总辐射25 5J/2 9001.44 87 一从斯蒂芬-玻耳兹曼定律中，用许多温度计算出单位面积的总辐射值列于表J2中，用现有的检测器可以测量出10-10，-，10-SW的最小辐射功
34、率。这些可以检测出的辐射功事值与表J1的辐射功率值相比较时，应注意，从检测辐射的表面对着检测器的立体角仅代表半球辐射的很小一部分。在这种情况下，测量垂直于该表面的辐射的辐射系数句。T (K) 4 10 50 100 200 J4 辐射系数的测量方法J4 , 1 概述Ms (W m2) 1.45xI0-5 5.67xl0-. 3.54 X 10-1 5.67 90.7 表J1一一T (K) 300 400 500 1000 2000 Ms (W m-2) 459 1450 3540 56700 907000 在以下条款中，研究适用于试验方法A和试屁方法B测量箱壁的辐射系数较为通用的方法。应注意，
35、对某些材料的纯理，使辐射系数随温度发生很大的变化。因此，辐射系数应在对应的温度范围内侧且。J4.2 辐射系数值的J4.2.1 已知散热试验样品在真空中和周围分界物的辐射交换的样品表团温度的如果已知表面辐射系数和大小的样品接近于试验用的样品的辐射系数和大小，这种方法在试验箱中能最好的再现环境模拟中的实际条件。而箱壁的有效辐射系数可以从测量中计算求得。本方法只有在各个箱壁的温差很小(即在高温试验规定的允许误差之内)时，才能使用。J4.2.2 未知辐射系数的表面发射出的辐射和同温度下已知辐射系数的表面发射的辐射的比量本方法可以优先采用有校准装置的辐射检测器，借助于比较测量的辐射系数计贵。为了校准，在
36、紧靠着被测定辐射系数那一部分表面旁边的一部分表面，用已知辐射系数的漆涂l:，两个被选出的区域之间热阻应思量低，以便使两个表面处在同一温度上。首先，辐射系数标度尺已调整到己知值，测量已知辐射系数区域的辐射温度d然后，恃测器对准被测试表面，调整辐射系数标度尺，直到读出与此时达到同样的辐射温度为止。此时，由辐射系数标度尺读出的E值代表平均值。此值比实际值略高。这种仪器检测出来的是反射辐射和发射辐射，反射辐射的数值随该表面和检测器之间的距离而变化。由于E的平均26 SJ/Z 9001.44 87 包括两种辐射成分，而的值仅与发射辐射有关，由此得出的平均值比实际值略高。尽管如此，就实际应用来说，本方法的
37、精度是足够了。如果需要更精确的测量，可以使用己知辐射系数的基准标准表面与从箱壁取出的检测部分进行比较，进行这种测量。这就要求有专用设备和专业人员。J4.3 为确保辐射系数跑过最小值的检击对于试验A和试验B，箱壁的辐射系数的要求是按最小值给出的。因此，在许多情况下.检查箱壁的辐射系数高于某一值就足够了。这可以用在箱壁上安装一块平极来做到，这个平板的辐射系数等于所规定的最小值。辐射检测器扫描箱壁和平板两者之前，必须注意，平板比箱壁略白或略黑。J5 辐射在文献中和表J2中，是可以得到的各种材料的辐射系数值。J6 提高试验箱壁的辐射系数的方法J6.1 涂覆和其它表面处理为了得到比试验A和试验B所规寇的
38、最小辐射系数略大的辐射系数，可以采用某种合适的漆或其它表面处理(如喷砂、化学发黑处理)的方法得到。应注意，热黑色并不是指试验箱壁的光学颜色应该是黑的，已经发现，即使涂上合适的无光自漆也是允许的。J6.2 机械结梅试验箱壁为蜂窝结构可以太大地提高辐射系数。这种方法主要用于外层空间模拟试验箱。很少用于在潮湿大气中运转的试验箱，因为难于进行所要求的试验箱的清洁工作。辐射系数的数值为了选择材料，下表给出了半球总辐射系数E和垂直于表面的辐射的辐射系数I:no对于平面金属表面，云JZ1.2(平均值)，对于有平滑表面的其它物体对于粗糙表面-p二=0.对于金属，辐射系数随温度的升高而增大，但对于非金属材料和金
39、度的升高而减小。27 主-0.95, 已12 ，其辐射系表抛光金银略失光泽有刮攘的黑色氧化化铜碾压光亮铝铝铸造抛光铝硅抛光碾压光亮锺抛光铭清洁铁清洁打光铁(金刚砂红色氧化铁碾压铁铸铁深度氧化铁化铁抛光不锈钢再1J2MO 1日和.r之间的关系 O K w f-畸散热试验样品非散热试验样品y 的N度渐变J温度突I Bc 温度渐变i I L且上一一一变一突一度一温-aaF AQU一一-_OOMAPAP-吨无j-A且丰矶一验扫一录试一刊一附温一土?突、一一十有人工冷却的试验样品无人工冷却的试验样目有人工冷却的试验样品、工冷却的试验样品|亏古?击E均迫二-击古坛f门 l的内试验! i l 个讪1轩悴阳阳
40、丰芋韦训衬叩:、壮节I占占附f臣:?1 |试验人且一试一-43J二一扣元一-fk开一忖NM飞俨J一-K巾和二有强迫空二的试验I J 无强迫空气循环i的试验冷却系统与试验!i箱分开l一验一试一一号一一统开一系分一-却不一二冷箱-几个试验样品的试验一个试验样品的试验一个试验样品的i试验(样品的J呛b咄叩开一相对一一冷箱一|几个试验样品的试验-M二一叫叫一一即一个验十一一试一!几个试验样品的试验K 1 因一1 概述SJ/2 9001 , 44 81 对IE C 68一3一1( 1974 )标准a基本环境试验规程z第3部分z背景材料第1节寒冷(低温)和干热(高温)的第一次充补First supp (e
41、ment to publication 68-3-1 ( 1974 ) Basic environmental testing procedures Part 3: Background informatcon Section one Cold and dry heat tests 某些设备仅在比达到温度稳定的时间为短的低温和高温条件下使用和贮存。这些设备，如果根据试验持续时间从试验样品达到温度稳寇的时间开始计算的试验A和试验B进行试验，那么，就会使设备受到过应力。为了避兔这种过应力，可以使用试验A和试验B中的试验方法(程序)，但应考虑第2中给出的差别和注意事项。属于这种情况的例子是某些飞机和
42、导弹设备。尽管与空气的日温度波动相比有较大的热时间常数的设备，一般是按照试验A和试验B在温度稳定的条件下进行试验。但在要求严格模拟实际环境的情况下，可以采用样品未达到温度稳定的试验。试验持续时间比样品达到温度稳定的时间短的试验，也会与大设备(如具有热时间常数大的电源变压器和电动机)要求在短时间内达到高温或低温有关。在这种情况下，选择比设备在预定的使用条件下的环境温度高或低的试验环境温度。2 试验方法2, 1 概述为了达到再现性，温度试验的设计，必须保证试验样品的某些点上所达到的最高(或低)温度是同样地与试验的实验室温度无关，对于试验持续时间比试验样品达到温度稳定所的时间短的试验设计，必须考虑以
43、下措脑Z2.2 试验样品周围的空气速度试验箱的空气和试验样品之间的热量交换效率取决于空气的速度。希望能精确地模拟与实际环境中高(低)温有关的空气速度。由于实际环境知识有限和在试验箱中提供规定的空气速度(包括揣流的等级)的困难，这种模拟通常是做不到的。因此，一般必须采用恶劣的情况进行试验以包括所有可能的情况。在非散热样品试验的情况下步较高的风速引起了较高(对低温试验则较低)的样品度。因此，对于这种试验，建议在试验箱内采用高的空气速度(在无负载的工作空间中测量好不低于2m/s)。在散热样品试验的情况下，如果试验样品最热点的温度高于周围空气的温度，则较高的32 51/Z 9001 , 44 87 一
44、一-一一一一一一一空气速度降低了试验样品最热点的泪度。由于这是大多数情况，因此，只要可能，应在无强迫空气循环(自由空气条件)下进行这种试验。如果试验箱加热(或降温)只能用强迫空气馆环完成时，则可以采用试验Bd(Ad )的替代方法A。2.3 条件试验为了得到再现性，对于整个试验期间，试验箱的温度-时间曲线必须很好地规定，在不能精确地模拟实际环境的情况下，这种温度-时间曲线可以按模拟的情况专门设计。在比较通常的试验中，建议采用以下的温度-时间曲线(见补充图1) 应注意的是z这种温度-utfJ曲线在以下各细节J:与试验A和试验B不同za , 开始温度的较小限定范围(25土30C ) J b 在建立试
45、验温度期间，试验箱空气温度变化速率的技术要求Fh 试验持续时间从试骑箱培气达到规定值时开始计算。试0.7 -1. OC/min的温变理旦掌度1-甲-_.智itEE可;1愚民1 .队,. :.、A , w问啕e-，币，一叩叫-一一O. 5C /min的25士3C./ / / / J ., / .-. ; _.-/ qM吨。咱也-、.飞叮句-阳飞、叫样.品通电(对工作试验。w一时一峡一! 刷一试叶咀呵口问叫什此冉柳川中liMhJ :Fi瑞放进试段，叮.斗hJX热样品温度一.-.一散热样品温度现定的试验持续时间，从试验箱空气第一次达到规定的试验JJL哩的士30C之内的时间开始计算补充罔1温度-lljA间内纯甲_.，-，-也-马._ . 邸，-.-事_-.， ，_，糊a唔-33
